Pila de combustible de hidruro metálico
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Las pilas de combustible de hidruro metálico son una subclase de pilas de combustible alcalinas que han sido objeto de investigación y desarrollo , [1] [2] [3] [4] [5] y se han ampliado con éxito en los sistemas operativos. [6] [7] Una característica notable es su capacidad para unirse químicamente y almacenar hidrógeno dentro de la propia celda de combustible.

Pila de pilas de combustible de hidruro metálico de 1,5 kW

Caracteristicas

Las pilas de combustible de hidruro metálico han demostrado las siguientes características: [8] [9] [10]

  • La capacidad de recargarse con energía eléctrica (similar a las baterías de NiMH )
  • Funcionamiento a bajas temperaturas (hasta −20 ° C)
  • Propiedades de "arranque en frío" rápido
  • Capacidad para operar durante períodos de tiempo limitados sin una fuente de combustible de hidrógeno externa , lo que permite el "intercambio en caliente" de los botes de combustible

Rendimiento

Las áreas activas de electrodos de las pilas de combustible de hidruro metálico se han ampliado de 60 cm 2 a 250 cm 2 , lo que permite ampliar los sistemas hasta 500 vatios. [11] La ampliación de las áreas activas de electrodos también proporcionó capacidades para desarrollar pilas de pilas de combustible de mayor potencia, cada una con 1500 vatios de potencia. [6] Las pilas de combustible de hidruro metálico han alcanzado una densidad de corriente de 250 mA / cm 2 . [12] Para probar la durabilidad, las pilas de pilas de combustible se hicieron funcionar con éxito durante más de 7000 horas. [12]

Sistemas operativos y aplicaciones

Sistema de pila de combustible de hidruro metálico de 1,0 kW en funcionamiento

Durante las primeras fases del desarrollo de productos, se hizo hincapié en pilas de combustible individuales y pilas de pilas de combustible compuestas por varias pilas. Las aplicaciones de destino incluyeron energía de respaldo crítica para aplicaciones militares y comerciales. [13] La siguiente fase fue diseñar y construir sistemas completos de pilas de combustible que pudieran llevarse fuera del laboratorio. Los primeros sistemas de demostración de laboratorio de 50 vatios se integraron en sistemas portátiles de 50 vatios con un empaquetado y una interfaz más robustos. [12] Desarrollos adicionales tanto en la pila de pilas de combustible como en la integración del sistema permitieron que un sistema de 1,0 kW, completo con un inversor y almacenamiento de hidrógeno a bordo utilizando recipientes de almacenamiento de hidruro metálico, fuera operado y demostrado en público.[6] [14] Se siguieron desarrollos en los sistemas de pilas de combustible de hidruro metálico para las necesidades de energía de campo de los soldados, lo que resultó en un sistema prototipo que cumplía con los requisitos de despliegue. [15] Junto con el desarrollo de productos, también se hizo hincapié en el desarrollo de capacidades para la fabricación y las pruebas. [16] Los sistemas de pilas de combustible de hidruro metálico se han integrado ensistemas de microrredes en bases militares para pruebas y evaluación. [17] A pesar de los desafíos, [18] el ejército mantiene un interés activo en las pilas de combustible para una amplia gama de aplicaciones, incluidos vehículos aéreos no tripulados , vehículos submarinos autónomos, camiones ligeros , autobuses y sistemas de tecnología portátil . [19] [20] [21] [22] El desarrollo de sistemas de pilas de combustible de hidruro metálico continúa para aplicaciones militares, con generación de hidrógeno a bordo y pilas de combustible de hasta 5,0 kW. [23] [24]

Ver también

  • Glosario de términos de pilas de combustible
  • Tecnologías de hidrógeno

Referencias

  1. ↑ Chartouni, D .; Kuriyama, N .; Kiyobayashi, T .; Chen, J. (1 de septiembre de 2002). "Pila de combustible de hidruro metálico con capacidad intrínseca" . Revista Internacional de Energía de Hidrógeno . 27 (9): 945–952. doi : 10.1016 / S0360-3199 (01) 00186-0 . ISSN  0360-3199 .
  2. ^ Wang, Chunsheng; Appleby, A. John; Cocke, David L. (2004). "Pila de combustible alcalina con almacenamiento de energía intrínseca". Revista de la Sociedad Electroquímica . 151 (2): A260. Código de Bibliografía : 2004JElS..151A.260W . doi : 10.1149 / 1.1640627 .
  3. ^ Wang, XH; Chen, Y .; Pan, HG; Xu, RG; Li, SQ; LX, Chen; Chen, CP; Wang, QD (20 de diciembre de 1999). "Propiedades electroquímicas de Ml (NiCoMnCu) 5 utilizado como ánodo de pila de combustible alcalina". Revista de aleaciones y compuestos . 293–295: 833–837. doi : 10.1016 / S0925-8388 (99) 00367-9 .
  4. ^ Tanaka, H .; Kaneki, N .; Hara, H .; Shimada, K .; Takeuchi, T. (abril de 1986). "Ánodo poroso del sistema La: Ni en una pila de combustible alcalina". La Revista Canadiense de Ingeniería Química . 64 (2): 267–271. doi : 10.1002 / cjce.5450640216 .
  5. ^ Lee, S .; Kim, J .; Lee, H .; Lee, P .; Lee, J. (29 de marzo de 2002). "La caracterización de una pila de combustible alcalina que utiliza aleaciones de almacenamiento de hidrógeno". Revista de la Sociedad Electroquímica . 149 (5): A603. Código Bibliográfico : 2002JElS..149A.603L . doi : 10.1149 / 1.1467365 .
  6. ^ a b c Fok, Kevin; Inglés, Nathan; Privette, Robert; Wang, Hong; Wong, Diana; Lowe, Timothy; Madden, Paul (octubre de 2008). "Encendido de pilas de combustible de hidruro metálico para aplicaciones militares" . Seminario y exposición sobre pilas de combustible 2008 . Consultado el 22 de marzo de 2020 .
  7. ^ Lototskyy, Mykhaylo; Tolj, Ivan; Pickering, Lydia; Sita, Cordellia; Barbir, Frano; Yartys, Volodymyr (febrero de 2017). "El uso de hidruros metálicos en aplicaciones de pilas de combustible" . Progreso en Ciencias Naturales: Internacional de Materiales . 27 (1): 3-20. doi : 10.1016 / j.pnsc.2017.01.008 .
  8. ^ Ovshinsky, Stanford; Fok, Kevin; Venkatesan, Srinivasan; Corrigan, Dennis (2 al 4 de mayo de 2005). "Pilas de combustible de hidruro metálico para UPS y aplicaciones de energía de emergencia" . BATTCON 2005 Conferencia y Feria Internacional de Baterías .
  9. ^ Schwartz, Brian; Fritzsche, Hellmut (28 de febrero de 2009). La ciencia y la tecnología de un genio estadounidense: Stanford R Ovshinsky . World Scientific Pub Co Inc. ISBN 978-9812818393.
  10. ^ Enciclopedia de fuentes de energía electroquímicas . Garche, Jürgen., Dyer, Chris K. Amsterdam: Academic Press. 2009. ISBN 9780444527455. OCLC  656362152 .CS1 maint: otros ( enlace )
  11. ^ Fok, Kevin (4 de diciembre de 2006). "Pilas de combustible de hidruro metálico, un enfoque nuevo y práctico para aplicaciones de energía de emergencia y de respaldo". INTELEC 06 - Vigésimo octava Conferencia Internacional de Energía de Telecomunicaciones : 1–6. doi : 10.1109 / INTLEC.2006.251656 . ISBN 1-4244-0430-4. S2CID  43062441 .
  12. ↑ a b c Fok, Kevin (mayo de 2007). "Avances recientes en la tecnología de pilas de combustible de hidruro metálico para aplicaciones de energía de emergencia / UPS" . Conferencia sobre baterías estacionarias de Battcon . Consultado el 22 de marzo de 2020 .
  13. ^ Materiales para pilas de combustible . Gasik, Michael, 1962-, Instituto de Materiales, Minerales y Minería. Boca Ratón: CRC Press. 2008. ISBN 978-1-84569-483-8. OCLC  424570885 .CS1 maint: otros ( enlace )
  14. ^ Godula-Jopek, Agata; Jehle, Walter; Wellnitz, Jorg (noviembre de 2012). Tecnologías de almacenamiento de hidrógeno: nuevos materiales, transporte e infraestructura . Wiley ‐ VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. doi : 10.1002 / 9783527649921 . ISBN 9783527649921.
  15. ^ Lowe, TD (2008). "Configuraciones de celdas de combustible móviles para el ejército de los EE . UU . " . Simposio de pilas de combustible de Ohio 2008 .
  16. ^ Energy Technologies, Inc. (17 de diciembre de 2009). "Energy Technologies otorgó la tercera subvención de celda de combustible de la tercera frontera de Ohio para investigación avanzada, desarrollo y comercialización" . Tecnologías Energéticas, Inc . Consultado el 14 de junio de 2020 .
  17. ^ Madden, PD (23 de marzo de 2016). "Micro Red Modular, Escalable, Incorporando Sistemas de Energía Tradicionales y Renovables" . Cumbre Global de Microgrid 2016 .
  18. ^ "Las pilas de combustible no logran hacer avances con las fuerzas armadas" . www.nationaldefensemagazine.org . Consultado el 24 de marzo de 2020 .
  19. ^ "Pilas de combustible de 4 formas potencian el ejército de los EE . UU . " . Energy.gov . Consultado el 24 de marzo de 2020 .
  20. ^ "Chevrolet Silverado ZH2 es un camión militar de servicio pesado con pilas de combustible" . Automóvil . 2018-11-07 . Consultado el 25 de marzo de 2020 .
  21. ↑ Judson, Jen (8 de agosto de 2017). "La tecnología de pila de combustible de hidrógeno podría traer sigilo a los vehículos del ejército" . Noticias de defensa . Consultado el 25 de marzo de 2020 .
  22. ^ "Fuerza aérea que demuestra el hidrógeno como fuente de combustible alternativa" . Fuerza Aérea de EE . UU . Consultado el 25 de marzo de 2020 .
  23. ^ "Energy Technologies Inc. - Hidrógeno in situ" . www.onsitehydrogen.com . Consultado el 3 de junio de 2020 .
  24. ^ "Últimas pilas de combustible" . Últimas pilas de combustible . Energy Technologies Inc . Consultado el 22 de marzo de 2020 .

enlaces externos

  • Asociación de Energía de Hidrógeno y Celdas de Combustible
  • Departamento de Energía de los Estados Unidos: Oficina de tecnologías de hidrógeno y pilas de combustible
  • Seminario sobre pilas de combustible y exposición sobre energía
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